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ESTRATEGIA DIDÁCTICA COMPOSICIÓN DEL SUELO

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I.DATOS GENERALES

PROFESOR(A) María Josefina Allende Rodríguez

ASIGNATURA Química II

SEMESTRE ESCOLAR Segundo Semestre

PLANTEL Vallejo

FECHA DE ELABORACIÓN 24 de febrero de 2012

II.PROGRAMA

UNIDAD TEMÁTICA Unidad 1: Suelo, fuente de nutrimentos para las plantas.

PROPÓSITO(S) DE LA

UNIDAD

Valorará el suelo como recurso natural vital, al reconocer su importancia en la producción de alimentos y en el mantenimiento de la vida, para hacer un uso más responsable de él.

APRENDIZAJE(S) Declarativo 1. Concepto de mezcla. Clasificación en homogéneas y heterogéneas. El suelo como una mezcla heterogénea. Procedimentales 1. Aumenta su capacidad de observación y destreza al manipular material de laboratorio, reactivos y equipos. 2. Incrementa sus habilidades de búsqueda de la información pertinente, su análisis y síntesis 3. Mejora en la capacidad de comunicación oral. 4. Mejora en la destreza para la observación y descripción de eventos y su análisis, así como la síntesis de información obtenida experimentalmente Actitudinales Desarrolla actitudes críticas y analíticas que le permita a partir de la información obtenida de manera experimental, establecer conclusiones.

TEMA(S) 1.Concepto de mezcla

2.Clasificación de mezclas en homogéneas y heterogéneas 3.El suelo como una mezcla heterogénea

III. ESTRATEGIA

Valorará la composición del suelo como recurso natural vital, al reconocer su importancia en la producción de alimentos y en el mantenimiento de la vida, para hacer un uso más responsable de él.

Describirá algunas de las funciones del suelo, destacando la de productor de alimentos.

Incrementará, mediante las actividades propuestas, las habilidades, actitudes y destrezas propias del quehacer científico y del comportamiento social e individual, para contribuir a su formación


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IV.SECUENCIA

TIEMPO DIDÁCTICO Tres sesiones dos de 2 horas y una de 1 hora

DESARROLLO Y

ACTIVIDADES

INICIO Actividad 1

¿Cómo es el suelo de la ciudad de México?

Propósitos: que los alumnos reconozcan las características y usos que tiene el

suelo del valle de México

Productos:

1. Muestra de suelo extraída de diferentes delegaciones del Distrito Federal.

El profesor proporciona a los alumnos el Anexo 1 COMO ELEGIR EL SITIO DE

MUESTREO.

2. Etiqueta y fotografías de la zona de donde se extrajo la muestra de suelo.

Evaluación: registro de cumplimiento en la bitácora del docente

Tiempo estimado: 1 hora (después de la presentación del curso)

El suelo.

Casi siempre desconocemos aquello de lo que estamos más cerca: nuestros amigos,

padres, mascotas, el agua que bebemos y el aire que respiramos. Estamos tan

habituados a contar con ellos que no pensamos ni remotamente en su ausencia,

salvo de vez en cuando y luego ignoramos las posibles respuestas a estas

preguntas. Otro tanto ocurre con el suelo: que es, que usos le damos, es lo mismo

tierra que suelo, como se forma, son algunas preguntas que podríamos

formularnos.

Organízate con tus compañeros de equipo y atiende las instrucciones que te dará tu

profesor.

Orientación para la instrumentación de la actividad

Pida a los alumnos que escriban en un papel sus direcciones, cuando se las

entreguen diga en voz alta las direcciones y organícelos de manera que se formen

equipos de cuatro estudiantes que vivan preferentemente cerca, siempre que esto

sea posible. Asigne a cada equipo la tarea de obtener una muestra de suelo de

diferentes delegaciones, en la medida de lo posible cercanas a sus domicilios. Para

hacer esta tarea, proporcione el Anexo 2, asignando un tiempo para la lectura de

30 minutos y 30 minutos para la discusión de la misma. Es conveniente que esta


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lectura se haga en el salón de clase, para que se resuelva cualquier duda que surja.

Solicite la entrega de la muestra para la siguiente sesión, pues será necesaria para

continuar con la estrategia.

DESARROLLO

Caracterización de la muestra del suelo

Propósitos: que los alumnos reconozcan al suelo como una mezcla

Que identifiquen algunas características del suelo muestreado, con base en sus

registros, observaciones y la información de una lectura.

Que identifiquen algunos de los componentes presentes en el suelo

Que infieran la antigüedad del suelo muestreado, y lo caractericen como joven, en

desarrollo o maduro, o bien como suelo degradado.

Productos

Cuestionario de lectura

Tabla de registro de características del suelo

Cuestionario de las características del suelo muestreado contestado en su

cuaderno.

Evaluación: registro de cumplimiento en la bitácora del docente

2.1 ¿Como es el suelo en general?

DESARROLLO

Bien, has conseguido una muestra del suelo de un lugar específico, ahora es el

momento de saber algunas cosas.

Lee con tus compañeros el documento que te proporcionara el maestro y contesta

las siguientes preguntas. Presenten sus respuestas al grupo por turnos y

complementen sus respuestas con base en las respuestas de los demás equipos.

Que es el suelo

Que es un horizonte

Que tipos de horizontes hay del suelo


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Que características tiene cada horizonte

Cuánto tarda en formarse un milímetro de suelo en las mejores condiciones, y en

las peores

A que se le denomina roca madre

Presenten sus respuestas al grupo por turnos, complementen sus respuestas con

base en las respuestas de los demás equipos.

Orientaciones para la instrumentación

Revise que los estudiantes lleven sus muestras de suelo según se les especifico en

el anexo 1, posteriormente entregue la lectura del anexo 3, asigne un tiempo de 20

minutos para la lectura y un tiempo de 15 minutos para la presentación del los

cuestionarios. Revise que cada alumno tenga contestado el cuestionario en su

cuaderno. Registre el cumplimiento de esta actividad en su bitácora.

2.2 ¿Cómo es el suelo que trajimos?

(Tiempo estimado 80 minutos)

Con la información que extrajeron de la lectura van a hacer un análisis de su

muestra, para tratar de identificar de manera más precisa algunas características

del mismo. Saquen sus muestras de suelo y ordénenlas sobre la mesa desde la más

superficial (la muestra marcada como cero) hasta la más profunda.

Observen con cuidado su muestra y con la ayuda de sus observaciones llenen en su

cuaderno una tabla como la que sigue:

TABLA DE REGISTRO DE CARACTERÍSTICAS DEL SUELO

Muestra

numero

Profundidad de

la muestra

Registro de sus

características

mas

importantes

Diferencias

con la

muestra

anterior

Horizonte

al que se

supone

pertenece

la muestra

Profundidad

del horizonte

Antigüedad

estimada del

horizonte

Con base en esta tabla hagan un dibujo o esquema del suelo que muestrearon

indicando en el donde acaba el horizonte A, donde el B, si llegaron al horizonte C.

contesten en su cuaderno el siguiente cuestionario:

¿El suelo puede caracterizarse como elemento, compuesto o mezcla? argumenta tu


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respuesta

Que información obtenida de sus registros les permitió decidir hasta donde tenían

un horizonte A en su muestra de suelo.

El aire en el suelo ¿A qué tipo de material corresponde y por qué?

Que características tiene, y que tipo de material es.

Que características tienen sus muestras que correspondan a un horizonte B y que

tan profundo es este.

De que materiales es la parte solida del suelo

Que materiales estuvieron presentes en su muestra de suelo para definir a las

muestras del horizonte C.

El agua en el suelo puede considerarse una mezcla ¿De qué tipo seria y por qué?

Qué materiales son más comunes en el horizonte A de su muestra.

El suelo que muestrearon considerando solo el horizonte A, es joven o

evolucionado.

La edad que estimaron del horizonte puede ser errónea, ¿Qué situaciones podrían

influir en la obtención de resultados erróneos?

Considerando la velocidad de formación del suelo, si se pierden 6 cm de suelo, en

las mejores condiciones, ¿Cuanto se tardaría en recuperarlos?, ¿Puede decirse que

el suelo es un recurso renovable, considerando el tiempo que tarda en

regenerarse?

Si has considerado al suelo como una mezcla, esta ¿correspondería con que tipo

homogénea o heterogénea?, describe que características debería de tener con base

en tu respuesta.

A tu criterio y considerando los usos del suelo: ¿Qué actividades propondrías para

hacer un uso más racional del suelo y que actividades propondrías que se

desarrollaran en el sitio que muestreaste?

CIERRE

Pedir a los alumnos que después de clase investiguen los siguientes términos y y

que los apliquen a la actividad que acaban de realizar.


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Muestra

Muestra representativa

Variable dependiente

Variable independiente

Control

El profesor pide a los estudiantes que en los mismos equipos de la clase anterior, hagan un resumen de los diferentes procedimientos que presentan para la determinación de la calidad del suelo y de sus componentes, y que hagan un cuadro que incluya a todos los presentados y que hagan un listado de las muestras obtenidas. Entregar a los alumnos el cuestionario sobre mezclas, para su solución y discusión de los resultados.

ORGANIZACIÓN

En la clase de química las actividades de laboratorio se realizan en equipo los cuales se forman prácticamente desde el inicio del semestre, por lo general están formados por 4 ó 5 alumnos.

MATERIALES Y

RECURSOS DE APOYO

Pico, pala, 10 Bolsas de plástico con capacidad para medio kilogramo, 2 bolsas con

capacidad de 5 kilogramos, Masking tape, Cinta métrica, Cuatro palitos, 6 metros

de cordel o hilo cáñamo, una hoja de papel carbón.

EVALUACIÓN Forma en que se evalúan los aprendizajes de los alumnos.

V. REFERENCIAS DE APOYO

BIBLIOGRAFÍA DE

CONSULTA PARA LOS

ALUMNOS.

Referencias bibliográficas que apoyan a los alumnos. Se enumeran por separado los textos, las páginas internet, los videos. Pueden ser referencias para apoyar el contenido temático, pero también referencias de materiales de apoyo pedagógico-didáctico.

Formato APA http://www.dgbiblio.unam.mx/index.php/submenumain-01/170-como-elaborar-citas-y-referencias-bibliograficas-estilo-apa

BIBLIOGRAFÍA DE

CONSULTA PARA EL

PROFESOR

Referencias bibliográficas que apoyan a los profesores. Se enumeran por separado los textos, las páginas internet, los videos. Pueden ser referencias para apoyar el contenido temático, pero también referencias de materiales de apoyo pedagógico-didáctico.

Formato APA http://www.dgbiblio.unam.mx/index.php/submenumain-01/170-como-elaborar-citas-y-referencias-bibliograficas-estilo-apa

http://www.dgbiblio.unam.mx/index.php/submenumain-01/170-como-elaborar-citas-y-referencias-bibliograficas-estilo-apa





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COMENTARIOS

ADICIONALES

Breves comentarios o aclaraciones.

VI. ANEXOS

ANEXO 1

COMO ELEGIR EL SITIO DE MUESTREO

La elección de un sitio de muestreo está parcialmente definida, pues a cada equipo se le ha asignado una

delegación. Así que esta parte del trabajo ya está hecha. Lo siguiente es en qué lugar de la delegación.

Algunas cosas a tomar en cuenta:

Eviten el suelo de macetas o de plantas cultivadas de manera artificial, pues no representan al suelo en

esa zona

Eviten lugares donde haya materiales de construcción, pues esto dará resultados erróneos.

Investiguen lo que había o hay en los sitios elegidos, de manera que puedan tener algunos elementos

para seleccionar el mejor sitio. Traten de conseguir información con cronistas del lugar, en bibliotecas

locales o a través de organismos como el INAH, en donde puedan conocer la historia de esa localidad.

En la medida de lo posible elijan parques públicos o jardines públicos, y áreas recreativas naturales, pues

estos sitios suelen corresponder mejor con las características del suelo en esas zonas.

Siempre que sea posible, asistan acompañados de algún padre de familia.

Documenten en su cuaderno el sitio elegido con la siguiente información:

Fecha de muestreo

Hora de muestreo: inicio_____ termino____

Delegación de procedencia

Dirección del sitio de muestro

Si cuenta con celular o GPS indique las coordenadas de muestreo.


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Describa las características del sitio de muestreo, sus alrededores y las actividades que se desarrollan en

los alrededores. Por ejemplo, si hay fabricas y de qué tipo son estas (que se elabora), si hay comercios,

escuelas, vialidades (primarias, secundarias) casas habitación, si hay siembras de algún tipo.

Tomen fotos con su celular del sitio de muestreo y de la zona que rodea al sitio de muestreo.

Usen la hoja de carbón para obtener un duplicado de la información registrada

MATERIAL NECESARIO PARA TOMAR LA MUESTRA

Necesitan:

Un pico

Una pala

10 Bolsas de plástico con capacidad para medio kilogramo

2 bolsas con capacidad de 5 kilogramos

Masking tape

Cinta métrica

Cuatro palitos

6 metros de cordel o hilo cáñamo

Una hoja de papel carbón


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ANEXO 2

SUELO El suelo es la cubierta superficial de la mayoría de la superficie continental de la Tierra. Es un agregado de minerales no consolidados y de partículas orgánicas producidas por la acción combinada del viento, el agua y los procesos de desintegración orgánica. Los suelos cambian mucho de lugar a otro. La composición química y la estructura física del suelo en un lugar dado están determinadas por el tipo de material geológico del que se origina, por la cubierta vegetal, por la cantidad de tiempo en que ha actuado la meteorización, por la topografía y por los cambios artificiales resultantes de las actividades humanas. Las variaciones del suelo en la naturaleza son graduadas, excepto las derivadas de desastres naturales. Sin embargo, el cultivo de la tierra priva al suelo de su cubierta vegetal y de mucha de su protección contra la erosión del agua y del viento, por lo que estos cambios pueden ser más rápidos. Los agricultores han tenido que desarrollar métodos para prevenir la alteración perjudicial del suelo debido al cultivo excesivo y para reconstruir suelos que han sido alterados con graves daños. El conocimiento básico de la textura del suelo es importante para los ingenieros que construyen edificios, carreteras y otras estructuras sobre y bajo la superficie terrestre. Sin embargo, los agricultores se interesan en detalle por todas sus propiedades, porque el conocimiento de los componentes minerales y orgánicos, de la aireación y capacidad de retención del agua, así como de muchos otros aspectos de la estructura de los suelos, es necesario para la producción de buenas cosechas. Los requerimientos de suelo de las distintas plantas varían mucho y no se puede generalizar sobre el terreno ideal para el crecimiento de todas las plantas. Muchas plantas como la cana de azúcar, requieren suelos húmedos que estarían insuficientemente drenados para el trigo. Las características apropiadas para obtener con éxito determinadas cosechas no sólo son inherentes al propio suelo, algunas de ellas pueden ser creadas por un adecuado acondicionamiento del suelo. NATURALEZA DEL SUELO Los componentes primarios del suelo son:

1) compuestos inorgánicos, no disueltos, producidos por la meteorización y la descomposición de las rocas superficiales;

2) los nutrientes solubles utilizados por las plantas; 3) distintos tipos de materia orgánica, viva o muerta y 4) gases y agua requeridos por las plantas y por los organismos subterráneos.

La naturaleza física del suelo ésta determinada por la proporción de partículas de varios tamaños. Las partículas inorgánicas tienen tamaños que varían entre el de los trozos distinguibles de piedra y grava hasta los de menos de 1/40,000 centímetros. Las grandes partículas del suelo, como la arena y componentes principales de las arcillas finas, sirven también como depósitos de los que las raíces de las plantas extraen nutrientes. El tamaño y la naturaleza de estas partículas inorgánicas diminutas determinan en gran medida la capacidad de un suelo para almacenar agua, vital para todos los procesos de crecimiento de las plantas. La parte orgánica del suelo está formado por restos vegetales y animales, junto a cantidades variables de materia orgánica amorfa llamada humus. La fracción orgánica representa entre el 2 y el 5% del suelo


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superficial en las regiones húmedas, pero puede ser menos del 0.5% en suelos áridos o más del 95% en suelos de turba. El componente líquido de los suelos, denominado por los científicos solución del suelo, es sobre todo agua con varias sustancias minerales en disolución, cantidades grandes de oxígeno y dióxido de carbono disueltos. La solución del suelo es muy compleja y tiene importancia primordial al sel el medio por el que los nutrientes son absorbidos por las raíces de las plantas. Cuando la solución del suelo carece de los elementos requeridos para el crecimiento de las plantas, el suelo es estéril. Los principales gases contenidos en el suelo son el oxígeno, el nitrógeno y el dióxido de carbón. El primero de estos gases es importante para el metabolismo de las plantas porque su presencia es necesaria para el crecimiento de varias bacterias y de otros organismos responsables de la descomposición de la materia orgánica. La presencia de oxígeno también es vital para el crecimiento de las plantas ya que su absorción por las raíces es necesaria para sus procesos metabólicos. CLASES DE SUELO Los suelos muestran gran variedad de aspectos, fertilidad y características químicas en función de los materiales minerales y orgánicos que lo forman. El color es uno de los criterios más simples para calificarlas variedades de suelo. La regla general, aunque con excepciones, es que los suelos oscuros son más fértiles que los claros. La oscuridad suele ser resultado de la presencia de grandes cantidades de humus. A veces sin embargo los suelos oscuros o negros deben su tono a la materia mineral o a humedad excesiva; en estos casos, el color oscuro no es indicador de fertilidad. Los suelos rojos o castaño rojizos suelen contener una gran proporción de óxidos de hierro (derivado de las rocas primigenias) que no han sido sometidos a humedad excesiva. Por tanto el color rojo es, en general, un indicio de que el suelo este bien drenado, no es húmedo en exceso y es fértil. En muchos lugares del mundo, un color rojizo puede ser debido a minerales formados en épocas recientes, no disponibles químicamente para las plantas. Casi todos los suelos amarillos o amarillentos tiene escasa fertilidad. Deben su color a óxidos de hierro que han reaccionado con agua y son de este modo señal de un terreno mal drenado. Los suelos grisáceos pueden tener deficiencias de hierro u oxígeno, o un exceso de sales alcalinas, como carbonato de calcio. La textura general de un suelo depende de las proporciones de partículas de distintos tamaños que lo constituyen. Las partículas de arena tiene diámetro entre 2 y 0.5 mm. Las de limo entre 0.05 mm, las de limo entre 0.05 y 0.002 mm, y las de arcilla son menores de 0.002mm. En general, las partículas de arena pueden verse con facilidad y son rugosas al tacto. Las partículas de limo apenas se ven sin la ayuda de un microscopio y parecen harina cuando se tocan. Las partículas de arcilla son invisibles si no se utilizan instrumentos y forman una masa viscosa cuando se mojan. En función de las proporciones de are, limo y arcilla, la textura de los suelos se clasifica en varios grupos definidos de manera arbitraria. Algunos son: la arcilla arenosa, la arcilla limosa, el limo arcilloso, el limo arcilloso arenoso, el fango arcillosos, el fango, el limo arenoso yla arena limosa. La textura de un suelo afecta en gran medida a su productividad. Los suelos con un porcentaje elevadote arena suelen ser incapaces de almacenar agua suficiente como para permitir el buen crecimiento de las plantas y pierden grandes cantidades de minerales nutrientes por lixiviación hacia el subsuelo. Los suelos que contiene una proporción mayor de partículas pequeñas, por ejemplo las arcillas y los limos, son depósitos excelentes de agua y encierran minerales que pueden ser utilizados con facilidad. Sin embargo, los suelos muy arcillosos tienden a contener un exceso de agua y tienen una textura viscosa que los hace resistentes al cultivo y que impide, con frecuencia, una aireación suficiente para el crecimiento normal de las plantas.


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CLASIFICACIÓN DE LOS SUELOS Los suelos se dividen en clases según sus características generales. La clasificación se suele basar en la morfología y la composición del suelo, con énfasis en las propiedades que se pueden ver, sentir o medir- por ejemplo, la profundidad, el color, la textura, la estructura y la composición química-, el grosor y la disposición de éstas también es importante en la identificación y clasificación de los suelos. Las propiedades de un suelo reflejan la interacción de varios procesos de formación que suceden de forma simultánea tras la acumulación del material primigenio. Algunas sustancias se añaden al terreno y otras desaparecen. La transferencia de materia entre horizontes es muy corriente. Algunos materiales se transforman. Todos estos procesos se producen a velocidades diversas y en direcciones diferentes, por lo que aparecen suelos con distintos tipos de horizontes o con varios aspectos dentro de un mismo tipo de horizonte. Los suelos que comparten muchas características comunes se agrupan en series y éstas en familias. Del mismo modo, las familias se combinan en grupos y éstos en subórdenes que se agrupan a su vez en órdenes. QUÍMICA DEL SUELO El suelo ha sido comparado con un laboratorio químico muy complicado, donde tienen lugar un gran número de reacciones que implican a casi todos los elementos químicos conocidos. Algunas reacciones se pueden considerar sencillas y se comprenden con facilidad, pero el resto son complejas y de difícil comprensión. En general los suelos se componen de silicatos con complejidades que varían desde la del sencillo óxido de silicio –cuarzo- hasta la de los silicatos de aluminio hidratado, muy complejo, encontrados en los suelos de arcilla. Los elementos del suelo más importantes para la nutrición de las plantas incluyen al fósforo, el azufre, el nitrógeno, el calcio, el hierro y el magnesio. Investigaciones recientes han mostrado que las plantas para crecer, también necesitan cantidades pequeñas pero fundamentales de elementos como boro, cobre, manganeso y zinc. Las plantas obtienen nutrientes de los coloides del suelo, partículas diminutas parecidos a la arcilla que se mezclan con el agua, aunque no se disuelven en ella. Se forman como producto de la meteorización física y química de minerales primarios. Consisten en cantidades variables de óxidos hidratados de hierro, aluminio y silicio y de minerales cristalinos secundarios como la caolinita y la montmorillonita. Los coloides tienen algunas propiedades físicas marcadas que afectan fuertemente las características agrícolas de los distintos suelos. Los suelos de las regiones con precipitación escasa y poca agua subterránea están sometidos a lixiviación moderada y, por tanto contienen gran cantidad de compuestos originales, como calcio, potasio y sodio. Los coloides de este tipo se expanden en gran medida cuando se mojan y tienden a dispersarse en el agua. Al secarse toman una consistencia gelatinosa y pueden, tras un secado adicional, formar masas impermeables al agua. Donde el terreno queda cubierto por bosques, los coloides inorgánicos y orgánicos penetran en la tierra transportados por agua subterránea y después de lluvias o inundaciones; forman una capa concentrada en la parte inferior del suelo y consolidad otras partículas de él para producir una masa densa y sólida. Una de las características importantes de las partículas coloidales es su capacidad para participar en un tipo de reacción química conocida como intercambio de bases. En esta reacción un compuesto cambia al sustituir uno de sus elementos por otro. Así los elementos que estaban ligados a un compuesto pueden quedar libres en la solución del suelo y estar disponibles como nutrientes para las plantas. Cuando se


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añade a un suelo materia fertilizante como el potasio, una porción del elemento requerido entra en la solución del suelo de forma inmediata y queda disponible, mientras que el resto participa en el intercambio de bases y permanece en el suelo incorporado a los coloides. Uno de los ejemplos de intercambio de bases más simple y valioso para la agricultura es la reacción que se produce cuando la caliza (CaCO3) se utiliza para neutralizar la acidez. La acidez del suelo, que puede definirse como la concentración de iones de hidrógeno, afecta a muchas plantas; las legumbres, por ejemplo, no pueden crecer en un terreno ácido. AGUA DEL SUELO Como se dijo, la cantidad de agua disponible en un suelo dado tiene un efecto importante en la productividad del terreno para su uso agrícola. Tanto en estado líquido como gaseoso, el agua ocupa cerca de un cuarto del volumen del suelo productivo. La cantidad de agua retenida depende del tamaño y de la disposición de los poros en el terreno. En suelos gruesos y desagregados, el agua tiende a drenarse hacia abajo por la acción de la gravedad, dejando un pequeño remanente. Los suelos compuestos por partículas finas suelen tener una porosidad total superior por tanto retienen cantidades mayores wue los suelos de textura gruesa. El agua se mueve y queda retenida por un sistema de poros. Sólo están disponibles para las plantas dos tercios del agua almacenada después de que se haya drenado el exceso. Las partículas del suelo absorben el agua restante con fuerza suficiente como para impedir su uso por las plantas. Las fuerzas que actúan sobre el agua, llamadas succión del suelo, pueden clasificarse así: las causadas por las partículas (fuerzas mátricas), por los solutos disueltos en el agua (fuerzas osmóticas) y por la gravedad (fuerzas gravitatorias). Las fuerzas mátricas surgen de la acción capilar y de las interacciones electrostáticas entre el agua y las partículas del suelo. Las fuerzas osmóticas dependen de la cantidad de sales disueltas en el agua y que influyen de forma indirecta en su movimiento por el suelo. La suma de las fuerzas mátricas y osmóticas se llaman potencial total del agua. El agua que interactúa con las superficies de los minerales del suelo tiene propiedades distintas de las del agua libre. Por tanto se llama agua ligada. Esta, comparada con el agua libre, tiene volumen específico, viscosidad y calor específico mayor, constante dieléctrica menor y una mayor resistencia a los reordenamientos. Estos efectos se extienden a distancias muy cortas, el orden de tres a diez capas de moléculas de agua. El enlace de hidrógeno y las fuerzas de Van der Waals (atracción intermolecular) se mencionan como razones por las que el agua queda ligada a las superficies del suelo. Las necesidades de agua de las plantas se satisfacen con el agua del suelo El límite máximo de embalses depende de la capacidad del terreno, y el mínimo depende del porcentaje de secado permanente y también de la ocupación excesiva de las raíces de la cosecha. La capacidad del terreno es la cantidad de agua en un suelo de dos o tres días después de una inundación completa de su perfil, expresada como peso seco del suelo. El coeficiente de marchitamiento se defina como el valor de la humedad del suelo bajo el cual un vegetal se marchitaría y moriría, aún cuando se encuentre en una atmósfera húmeda. Se expresa como porcentaje de masa de suelo seco. MATERIA ORGÁNICA DEL SUELO El término general utilizado para definir la mezcla compleja de materia orgánica del suelo es humus. No es una mezcla estable de sustancias químicas, es más bien una mezcla dinámica, en constante cambio, que representa cada etapa de la descomposición de la materia orgánica muerta, desde la mas simple a la mas compleja. El proceso de descomposición está causado por la acción de un gran número de bacterias


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y hongos microscópicos. Estos microorganismos atacan y digieren los compuestos orgánicos complejos que constituyen la materia viva, reduciéndola a fuerzas más simples que las plantas pueden usar como alimento. Un ejemplo típico de acción de las bacterias es la formación de amoníaco a partir de proteínas animales y vegetales. Unas bacterias oxidan el amoníaco para formar nitritos, y otros actúan sobre los nitritos para constituir nitratos, un tipo de compuesto del nitrógeno que puede ser utilizado por las plantas. Algunas bacterias son capaces de atraer, o extraer, nitrógeno del aire de forma que quede disponible en el suelo. Incluso partes no descompuestas del humus, o que sólo han experimentado descomposición parcial, contribuyen a la fertilidad del terreno dando al suelo una textura más ligera y porosa. Bajo condiciones naturales, así como en zonas que no han sido nunca perturbadas por cultivo o deforestación, hay un equilibrio entre la cantidad de humus destruido por descomposición total y la materia añadida por la putrefacción de plantas y de cuerpos animales. Donde se practica la agricultura o donde se altera el equilibrio de los procesos naturales, bien por los humanos, bien por accidentes naturales como el fuego se pierde la estabilidad y se reduce el contenido orgánico del suelo hasta que se alcanza un nuevo equilibrio.


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ANEXO 3

INSTRUMENTO DE EVALUACIÓN DE LA EXPOSICIÓN ORAL DEL DOCUMENTO:

SUELO

Nombre_________________________________ Grupo: _______________

CATEGORÍAS

EXCELENTE

CUMPLIÓ BIEN

CUMPLIÓ

PREPARACIÓN

Buen proceso de preparación, muestra profundidad en la comprensión del tema

Cumplió con la presentación del resumen aprovecha el tiempo para aclaraciones

Presenta el resumen y la actividad planeada sucintamente.

SUSTENTACIÓN

TEÓRICA

Domina el tema propuesto, lo entiende y puede explicarlo en sus diferentes aspectos. La evaluación logra analizar el tema

Logra explicar el tema relacionando los diferentes aspectos de éste. La evaluación tiene en cuenta los diversos aspectos presentados

Conoce el tema superficialmente, logra explicar los puntos planteados. La actividad de evaluación es poco adecuada.

MANEJO DE LA DISCUSIÓN

Bien liderada, suscita controversia y participación.

Es organizada, puede contestar los diferentes interrogantes.

La dirige, no resalta los puntos más importantes no llega a conclusiones.

PARTICIPACIÓN

Pertinente, activa, es fundamental para el buen desarrollo de cada uno de los temas.

Oportuna, aporta buenos elementos, presta atención a las distintas participaciones.

Está presente. Presta poca atención a las distintas participaciones


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ANEXO 4

EL SUELO

Características, procesos de formación y usos El suelo reviste especial interés para la humanidad, pues le sirve de diferentes formas. Es muy probable que en los inicios de la humanización, se haya pasado de los arboles a oquedades en el suelo como refugio ante los depredadores y amenazas del clima. Del las capas más superficiales de las corteza terrestre se habrían obtenido los materiales para construir los primeros refugios artificiales, en su interior, como si de una matriz se tratara, se habrían depositado los restos de los compañeros fallecidos, y es en el suelo donde muy probablemente una observadora mujer habría plantado la semilla que habría de dar seguridad y propiciar los medios para que surgieran grandes civilizaciones como la egipcia, la china o la maya. Siendo que el pasado del suelo nos indica en buena forma nuestro porvenir (un pueblo que no es capaz de nutrirse a si mismo está condenado a desaparecer), es importante conocer alguna de las características del mismo, como se forma, y de qué manera lo aprovechamos, y cabe la pregunta ¿lo usamos de la mejor manera posible? Características del suelo. El suelo es la parte más exterior de la corteza terrestre. Mientras esta tiene en su punto más grueso cerca de 70 Km, el suelo (que a veces también llamamos tierra) puede tener profundidades variables (de algunos centímetros hasta tal vez 10 metros en sus partes más profundas)

Figura 1. Capas de la corteza terrestre (comparativamente, el suelo es invisible pues solo alcanza unos metros de espesor)

Los materiales presentes en el suelo a primera vista son muy varados, pudiendo ser rocas más o menos grandes, restos de vegetales, animales vivos y restos de ellos, etc.; sin embargo, si queremos saber un poco mas esta primera observación es insuficiente. Por ello a continuación presentamos algunas características más detalladas de esta capa de la superficie terrestre (tal vez tan sutil como el velo de una


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novia, pero de donde la humanidad y los animales, por medio de los vegetales, obtienen la totalidad de sus alimentos) Materiales en el suelo Una revisión de cualquier muestra de suelo nos alerta de la heterogeneidad de su composición: podemos ver restos de vegetales, tal vez algunos animalillos; sin embargo, hay algunas cosas que nos pueden pasar inadvertidas. Por ejemplo, al principio podemos reconocer diferentes tamaños de partícula, y si miramos con detalle, podemos ver diferentes colores y formas, a medida que escarbamos, podemos sentir diferencias de humedad, lo que nos hace pensar en agua, y aun más: entre grano y grano de suelo, presente pero invisible, aire que está atrapado en los poros del suelo. Habremos así de distinguir por su estado de agregación a materiales sólidos, líquidos y gaseosos, cada uno de ellos con características a su vez diferentes. Los materiales sólidos El suelo parece ser una gran mezcla de agregados: piedras, polvo, raicillas, etc. Dan muestra de la variedad de materiales que podemos hallar. Sin embargo, con el fin de facilitar esta clasificación diremos que los materiales sólidos del suelo están formados por materiales insolubles (no se disuelven o lo hacen en una cantidad tan pequeña que es imperceptible la disolución). Para hacer aún más precisa nuestra clasificación habremos de dividirlos en materiales orgánicos e inorgánicos. Los materiales orgánicos podemos reconocerlos de manera relativamente sencilla, pues constituyen los vegetales y animales vivos o muertos. Si están vivos se denominan biomasa. Por otra parte, los restos van cambiando debido a múltiples interacciones con el clima, los organismos en sí mismos, y el agua y se transforman en una sustancia llamada humus. Los elementos más comunes en la materia orgánica son el carbón, el hidrógeno, el oxígeno, el nitrógeno, el fosforo y el azufre, por lo que se les denomina genéricamente como “CHONPS”. Los materiales inorgánicos por otra parte están asociados a compuestos como la sílice o cuarzo (dióxido de silicio, SiO2), los silicatos, algunos sulfuros, óxidos e hidróxidos Los líquidos del suelo Los líquidos en el suelo están formados por disoluciones, constituidas por aquellos materiales que se disuelven en agua. En estas disoluciones tenemos mayormente sales, que se reconocen por los aniones que las forman. Algunos de los aniones presentes en el suelo se presentan con su formula y carga en la tabla 1. Por otra parte, no puede haber un solo tipo de carga suelta, la materia es eléctricamente neutra, por lo que debe haber otro tipo partículas: los cationes, estos también están en la tabla 1.

Aniones Cationes

Formula y carga Nombre Formula y carga Nombre

S-2 Sulfuro Na+1 Sodio

Cl-1 Cloruro K+1 Potasio

O-2 Óxido Ca+2 Calcio

OH-1 Hidróxido Mg+2 Magnesio

CO3-2 Carbonato Al+3 Aluminio


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HCO3-1 Carbonato ácido o

bicarbonato Fe+2 Hierro (II) o hierro divalente

SO4-2 Sulfato Fe+3 Hierro (III) o hierro trivalente

HSO4-1 Sulfato ácido o bisulfato NH4

+1 Amonio

PO4-3 Fosfato H3O

+1 Hidronio

HPO4-3 Fosfato ácido o

bifosfato

H2PO4-3 Fosfato diácido

NO3-1 Nitrato

NO2-1 Nitrito

Tabla 1 Aniones y cationes más comunes presentes en el suelo Las sales disueltas en el agua del suelo son muy importantes para la nutrición de los vegetales, su disponibilidad es uno de los factores más importantes en el desarrollo de los mismos, de ahí que cuando se quiere saber la fertilidad de un suelo o corregir problemas del mismo, se hagan análisis para identificar que sales están presentes. Los gases en el suelo Los gases en el suelo están atrapados en las pequeñas cavidades llamadas poros. Estos poros pueden ser muy grandes y visibles a simple vista o de tamaño microscópico y a menudo contienen agua y aire. El aire en el suelo, al igual que el atmosférico, está constituido por diferentes gases, en la tabla 2 se muestra una comparación entre la composición del aire del suelo y de la atmósfera.

Aire atmosférico % Aire suelo %

Oxígeno 21 10-20

Nitrógeno 78 78,5-80

CO2 0,03 0,2-3

Vapor de agua variable en saturación

Tabla 2. Comparación entra la composición del aire del suelo y el aire atmosférico. A primera vista reconocemos que se tienen casi los mismos tipos de gases, pero sin embargo, llaman la atención dos cosas: la mayor cantidad de dióxido de carbono, y la menor cantidad de oxígeno. Esto puede explicarse por procesos como la descomposición de la materia orgánica, que resulta en la formación de dióxido de carbono, y por otra parte la respiración animal y vegetal (las raíces consumen oxígeno).


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Procesos de formación del suelo La formación del suelo es un proceso muy complejo y tardado (la formación del suelo se lleva a cabo en periodos de tiempo muy largos, desde 200 a 20,000 años por dos centímetros der suelo), en el que influyen factores como el relieve, el clima, los organismos, pero principalmente, el material de origen o roca madre (necedad de los hombres: también se le llama roca parental). Para facilitar la comprensión de cómo se forma el suelo, presentamos el proceso (llamado también meteorización o intemperismo) considerando como intervienen los factores físicos, químicos y bilógicos. Cabe aclarar que no ocurren por separado, sino que todos actúan a lo largo de la formación del suelo. Procesos físicos del suelo Una aclaración pertinente: los suelos se forman por la ruptura de las rocas que se van pulverizando y formando partículas más pequeñas, en el camino se transforman en otros materiales, pero es clave entender cómo se fraccionan o rompen las rocas. De los todos los procesos físicos que hay podemos mencionar como los más notables los siguientes: Erosión Las rocas son atacadas de manera continua por el viento (erosión eólica) y el agua (erosión pluvlal) lo que hace que de manera mecánica se rasguen o resquebrajen, por ejemplo por rodadura al caer por una pendiente, o ser arrastradas por el agua, las rocas se golpean unas con otras y se rompen o desgastan (la formas redondeadas de las piedras de rio dan cuenta de este fenómeno. En las siguientes figuras se observan ejemplos de la acción del viento y del agua sobre las rocas.

Figura 2 el arco de baja california en el mar de Cortés. El gran hueco se debe al desgaste de la roca por la acción del agua salada, pero también por la acción del viento

Figura 3 la forma oval de las piedras en los lechos de los ríos se debe a la rodadura y fraccionamiento de las mismas al ser acarreadas por la corriente

Lajamiento Las rocas que conforman el suelo, a menudo se han encontrado a gran profundidad (hasta 10 Km dentro de la corteza) y van emergiendo paulatinamente mientras que parte del suelo también se sumerge, de manera que tenemos un flujo dinámico desde y hasta dentro de la corteza. Pero detengámonos en la emergencia (ascenso) de las rocas. A las profundidades que se encuentran las rocas están sometidas a una gran presión, que se compensa por la presión interna de la roca que hace que esta no colapse. Cuando la roca emerge disminuye la presión externa y ocurre un desequilibrio con la presión interna, y al ser esta mayor hace que la roca se fragmente, a menudo en láminas o lajas, estas se aprecian en la figura 4


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Figura 4. Formaciones debidas al lajamiento

Termoclastia Las rocas como todos los materiales experimentan cambios de volumen debidos a la temperatura (dilatación), sin embargo, al ser agregados de diferentes sustancias (una roca es una mezcla, y por lo tanto puede tener sustancias en diferente cantidad) la dilatación no es uniforme, lo que ocasiona que algunas partes de la roca se dilaten más que otras. Si agregamos el hecho de que no hay un calentamiento homogéneo, tendremos en conjunto un incremento de la tensión interna de la roca. Algunas veces esto se hará evidente en la aparición de grietas, a veces muy pequeñas, pero con los repetidos ciclos de calefacción y enfriamiento se hacen cada vez mas grandes hasta que se ocasionan fracturas. Otras veces, por ejemplo en climas con variaciones de temperatura muy grandes como los desiertos, las piedras literalmente estallan, esto ocurre más frecuentemente en nuestro país en estados como Zacatecas, Sonora y Baja California.

Figura 5. Efectos de la termoclastía

Crioclastía o Gelifracción El agua a diferencia la mayoría de los materiales tiene un comportamiento irregular: todos los materiales aumentan de densidad al disminuir la temperatura, de esta forma cada vez ocupan un volumen cada vez menor. El agua también lo hace pero hasta cierto punto (a 4°C la densidad del agua es máxima), pero a una menor temperatura sucede algo muy curioso: el agua se organiza para formar cristales, y en estas condiciones los espacios entre las moléculas se agrandan. Esto ocasiona que el volumen aumente súbitamente.


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Al entrar agua líquida en las grietas de las rocas esta se queda ahí, pero al descender la temperatura hasta el punto de congelación, el aumento de volumen hace que el agua actúe como una cuña y las rocas “estallen”, lo que hace que cada vez se fragmenten más y más.

Figura 6. Descripción del proceso de Gelifracción

Procesos químicos del suelo El agua, junto con el aire, son las factores más determinantes en las reacciones químicas que transforman a los materiales originales del terreno, lo fragmentan y permiten que se forme el suelo, también estos procesos se denominan intemperismo. Los procesos químicos más importantes son los siguientes: Hidratación En este proceso, algunos minerales de las rocas incorporan en su estructura agua, de manera que el volumen del nuevo mineral aumenta, por ejemplo, en la hidratación de la tenardita se incorporan por cada formula de sulfato de sodio 10 formulas de agua, esto es un aumento de al menos 11 veces del volumen original del mineral, con el consiguiente aumento de presión y ruptura de la roca.

Na2SO4+ 10H2O Na2SO4.10H2O

(Tenardita) (Mirabilita)

Figura 7. Transformación por hidratación (observe la diferencia entre el aspecto amorfo del primer material y la estructura cristalina del segundo)


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Hidrólisis Durante la hidrólisis, el agua participa activamente en la transformación de los materiales rompiéndose (hidrólisis significa “romper el agua”), esto es el agua se transforma en otros materiales, principalmente en iones hidróxido e hidrógeno. Este último se asocia a moléculas de agua, formando iones hidronio, o bien forma sustancias con carácter ácido. Observe la siguiente reacción, en ella, el agua (HOH) reacciona con el olivino y se forman materiales con iones hidrógeno (en el ácido) e hidróxido

Mg2SiO4 + 4HOH H4SiO4 + 2Mg(OH)2

(Olivino) (agua) (ácido silícico) (Hidróxido de magnésio [brucita])

Figura 8. Transformación por hidrólisis del Olivino

Disolución Aunque durante una disolución técnicamente no ocurre una reacción química, es importante reconocer que al menos en la disolución de materiales inorgánicos muchas veces se forman iones, que suelen especies químicas muy reactivas, además que durante este proceso se forman poros, huecos y grietas que favorecen los procesos ya descritos anteriormente. Una disolución con formacón de iones puede describirse con la siguiente ecuación: NaCl + H2O Na+ + Cl- (Halita) (agua) (iones sodio y cloro disueltos) Notese que la cantidad de cargas al final es igual de un tipo que del otro.

RED-OX

3 MgFeSiO4 + 2 H2O H4Mg3Si2O9 + SiO2 + 3 FeO (olivina) (serpentina) (sílice) (óxido ferroso) 4 FeO + O2 + 2 H2O FeOOH (óxido ferroso) (goethita)

Intercambio Iónico

Cu2+ + CuFeS → Cu2S + Fe2+


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(ion cobre) (cupropirita) (covelita) Carbonatación

CaCO3 + H2CO3 Ca2+ + 2 HCO3- (sólido) (solución) (solución de bicarbonato) Procesos biológicos del suelo Algunos de los procesos en los que participan los seres vivos de manera notable son los siguientes: Colonización Efectuada por organismos simples, estos van transformando la naturaleza del sustrato (las rocas) con sus detritos (las emisiones de materiales de desecho) y al tomar nutrientes, los organismos colonizadores mas notables son los líquenes, una simbiosis de un hongo y un alga, esta toma los nutrientes de las rocas y los transforma en sustancias más complejas que comparte con el hongo, quien a cambio proporciona agua para la supervivencia del alga y el ciclo se repite.

Figura. Acción de colonizadores, en esta pueden verse los líquenes colonizando la roca (zona obscura)

Acción radicular La presión de las raíces al entrar en las grietas del suelo hace el efecto de cuña del que ya hemos hablado, esto ocasiona que la roca se vea fracturada en toda la línea de acción de las raíces, y por el peso de los organismos vegetales en los que la acción más notable es la de los arboles. En la figura xx se muestra el efecto de las raíces sobre las rocas


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Figura . acción de las raíces de un árbol sobre las rocas

Acción animal Numerosos organismos viven en el suelo: insectos, mamíferos de madriguera como topos y ratas, reptiles, etc. Cada uno contribuye mezclando, removiendo, tragando digiriendo y coinstruyendo galerías, que permiten la interacción de la luz, el aire, y el agua para continuar con la transformación de las rocas en suelo. Adicionalmente, sus detritos y restos aportan materia orgánica, que permite la formación del humus. Los suelos evolucionados a menudo tienen ricos ecosistemas en los que se desarrollan multiples interrelaciones como se muestra en la figura XX


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Figura. Redes troficas que ocurren en el suelo

Los Horizontes del suelo Por lo anteriormente visto, el suelo se forma por una red de interacciones muy complejas, en la que intervienen factores bióticos (los organismos y su degradación por otros organismos) y abióticos (luz, agua, suelo, clima, gases y tiempo). Cada uno de los factores anteriores son diferentes en cada lugar del mundo lo que permite que haya suelos con diversas características. Sin embargo, independientemente del lugar en el que se estudie, el suelo tiene ciertas características que pueden observarse a partir de un corte o excavación. Si observamos el mismo podemos reconocer diferentes capas u horizontes.

Figura. Esquema de suelo

En la literatura se definen varios tipos de horizontes según sea el estudio, pero podemos definir como los mas importantes. El Horizonte A, o suelo evolucionado. Este horizonte se caracteriza por tener material muy transformado y diferente de la roca madre original. Es muy rico en materia orgánica y restos de vegetales, suelen ser de color obscuro pero esto no ocurre siempre. Si el horizonte A es muy profundo se tienen suelos muy evolucionados y antiguos. El Horizonte B, o zona de mezclado. En este horizonte convergen los líquidos que escurren del horizonte A con roca fragmentada que ha empezado a transformarse, es común encontrar pedregones o pedruscos de tamaño variable, y los líquidos en este horizonte suelen tener algo de humus y sales disueltas. El horizonte C, roca madre o roca parental. Es mayormente el material original del lugar, casi sin alteraciones y parcialmente fragmentado. Adicionalmente, es posible encontrar en la literatura otros dos horizontes, el O, en donde se asientan los vegetales y la vida animal superficial, y el R, donde yace el lecho rocoso original del sitio.


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En la siguiente figura se muestran dos tipos de suelo, obsérvese que los horizontes son distintos en cada caso

Mollisol

Andisol

Figura. Dos tipos de suelo, los horizontes son distintos en color y profundidad

Tipos de suelo Existe una clasificación de los suelos según la FAO, en la que estos se distinguen con base en la composición y el origen de los suelos, algunos de los más notables en México son los siguientes: Su distribución se muestra en la siguiente figura


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Figura. Tipos de suelo más comunes en México

Suelos más comunes en el Valle de México. Los suelos más comunes en el Valle de México y sus características más notables son los siguientes:

Solonchak: suelos con alta concentración de sales, hacia el norte y este del Valle de México. Gleico: Suelos saturados con humedad, propios de la zona central y sureste del Valle de México. Mollico: Suelos con poca estructura y ricos en materia orgánica que se mantienen lodosos con el agua. Hacia el centro sur de la Ciudad de México.

Usos del suelo en el Valle de México El uso que se la al suelo en el Valle de México ha cambiado desde su colonización por los Chichimecas en los primeros años de la era cristiana, aunque había espacio especial para la edificación de templos y poblados, la mayoría de los terrenos se dedicaban a la agricultura, en virtud de que había pocos especies de animales aprovechables. El uso del suelo fuer cambiando durante la conquista con la desecación de los lagos, acelerándose la erección de edificaciones, constituyendo los inicios de luna gran urbe. En la actualidad, el valle de México es una gran concentración humana que constituyen una de las megalópolis del siglo XXI, destacan entonces el uso del suelo urbano (para sentamientos, fábricas y


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vialidades) con el 65% de la superficie total, sin embargo queda un 34.5% con uso de suelo rural, en este destacan las siguientes actividades: Agrícola Pecuario Forestal De conservación o reserva Si bien es notable el incremento del uso del suelo para el desarrollo de viviendas, recurrimos al inicio de nuestro documento: Un país cuya gente se olvide de cultivar está condenada a vender su integridad y soberanía literalmente por un plato de lentejas, por ello es momento de ser creativos y buscar manera de armonizar la urbe y lo rural, buscar que aun en las ciudades se produzcan alimentos. Se aceptan ideas. Referencias Tarbuck, E. J. & Lutgens, F. K. (2005). Ciencias de la Tierra, 8ª edición. Pearson Educación S. A., Madrid. ---(2007) Imagenes

Después de la lectura del documento anterior contesta las siguientes preguntas

Argumenta tu respuesta

1. ¿El suelo puede caracterizarse como elemento, compuesto o mezcla? De que materiales

consiste la parte solida del suelo

2. El aire en el suelo ¿A qué tipo de material corresponde y por qué? Que características tiene y que

tipo de material es?

3. Que características permiten diferenciar a un horizonte A de uno B o de uno C.

4. Como es la extensión (profundidad) en suelos muy evolucionados

5. Considerando la velocidad de formación del suelo, si se pierden 6 cm de suelo, en las mejores

condiciones, ¿Cuanto se tardaría en recuperarlos?, ¿Puede decirse que el suelo es un recurso

renovable?

6. El agua en el suelo puede considerarse una mezcla ¿De qué tipo seria?

7. El, aire en los poros de suelo ¿Que características tiene, y que tipo de material es?

8. Explique las diferencias entre las reacciones de hidrólisis, hidratación y disolución.

9. Clasifique las siguientes reacciones y explique sus características


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10. Una característica importante del suelo es que es un material dinámico, pues se modifica de

manera continua debido a las interacciones de animales, plantas y clima. ¿Por qué razones

podría decirse que el suelo es un biorreactor?

11. Si has considerado al suelo como una mezcla, esta ¿correspondería con que tipo homogénea o

heterogénea?, describe que características debería de tener con base en tu respuesta.

profesor a - portalacademico.cch.unam.mx · por ejemplo, si hay fabricas y de qué tipo son estas...

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